A Composição Química do Concreto

• Por Isabelle Robinson, M.Sc.Mar 4 2019

  

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  Concrete é uma parte importante da infra-estrutura moderna. É utilizado em edifícios, estradas, pontes e barragens. É conhecido pela sua alta resistência à compressão e versatilidade, o que o torna um material ideal para a base da maioria das estruturas.

  Concreto é na verdade uma mistura de cimento (o ligante), água e alguma forma de agregado (o filler). Isto significa que o betão é um material composto. Além disso, o cimento é também um material composto, pois é uma mistura de calcário e argila. É feito através da queima dos dois compostos juntos a temperaturas extremamente elevadas que variam entre 1400 – 1600°C.

  Embora haja uma gama de cimentos disponíveis no mercado – além de novas pesquisas sobre alternativas sustentáveis – o tipo de cimento mais popular é conhecido como cimento Portland. O cimento Portland utiliza CaCO3 triturado (também conhecido como calcário), misturado com argila, areia e minério de ferro para formar um pó homogêneo.

  Este pó é aquecido às altas temperaturas discutidas anteriormente. Para atingir essas temperaturas, a mistura é vertida em fornos que consistem em cilindros de aço longos que são girados em uma inclinação. Dependendo do tamanho do forno, os materiais podem levar até 2 horas para passar lentamente através do cilindro. O processo lento permite que os diferentes elementos do material reajam. A reação destes materiais envolve os seguintes processos:

  1. Evaporação – a primeira etapa do processo é a perda de água da mistura devido à evaporação.
  2. Cálculo – a decomposição ocorre na mistura seca devido à perda de água e dióxido de carbono.
  3. Clinkering – a mistura sofre então uma transformação na qual se formam silicatos de cálcio. São peças do tamanho de mármores.
  4. Resfriamento – uma vez que a mistura sai do forno, é permitido o resfriamento à temperatura de trabalho.

  O clínquer resfriado é então moído novamente, e um composto conhecido como gesso é adicionado à mistura. Isto serve para regular o ajuste da mistura. No cimento Portland, 5% da sua composição química é o mineral de gesso.

  Os principais compostos que compõem o cimento Portland são silicato tricálcico, silicato dicálcico, aluminato tricálcico, aluminoferrita tetracálcica e gesso. Uma vez concluído este processo, o cimento é embalado e armazenado para utilização em betão numa data posterior.

  Cimento pode ser criado no local com o uso de um tambor metálico rotativo, conhecido apropriadamente como uma mistura de cimento. O cimento é re-hidratado com água para fazer uma consistência espessa e é adicionado um agregado grande ou fino dependendo do uso pretendido.

  Os agregados são uma parte importante da mistura de concreto, pois determinam as características desejadas do concreto. Todos os agregados são conhecidos por serem quimicamente inertes, mas variam em formas, tamanhos e materiais. Os mais utilizados são uma mistura de areia fina e pedra grosseira. Também constituem a maior parte da composição material do betão, idealmente entre 70-80% do volume. O concreto então deve ser vibrado, a fim de liberar quaisquer bolhas de ar que possam comprometer a integridade estrutural do material. Uma vez despejado, o concreto precisa de pelo menos 28 dias para curar até a força total.

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